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Nature揭示新型癌癥蛋白家族

日期:2013-12-03 09:21:15

來自英國癌癥研究院的科學(xué)家們在發(fā)表于121日《自然》(Nature)雜志上的一篇新研究論文中,描述了一個似乎在癌癥中發(fā)揮重要作用的新型蛋白質(zhì)家族——谷氨酸膜內(nèi)蛋白酶glutamate intramembrane proteases),并著手解析了這一新家族的結(jié)構(gòu),該家族的基礎(chǔ)成員在將健康細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘毎衅鹬陵P(guān)重要的作用。

 

研究人員詳細闡明了一種叫做Rce1的蛋白的結(jié)構(gòu),確立了它是全新蛋白質(zhì)家族的第一個已知成員。

 

在這項新研究中,他們針對人類Rce1的同源物:海藻產(chǎn)甲烷球菌( Methanococcus maripaludis)Rce1進行了研究。Rce1與人類癌癥有關(guān)聯(lián),是因為其幫助了另一類與細胞分裂和癌癥轉(zhuǎn)化相關(guān)的蛋白:CAAX蛋白。

 

這些CAAX蛋白質(zhì)中包括了最重要的一個癌癥觸發(fā)因子:Ras蛋白,Ras蛋白在細胞癌變中起著極其重要的作用,但采用傳統(tǒng)藥物卻很難靶向它。

 

了解Ras觸發(fā)癌癥所需的其他蛋白質(zhì)也非常的重要,因為它們有可能是精確藥物治療更為容易靶向的目標。

 

科學(xué)家們從包括人類、酵母和細菌在內(nèi)不同生物體的大約30個版本候選名單中,選擇了海藻產(chǎn)甲烷球菌Rce1。他們選擇海藻產(chǎn)甲烷球菌版本是因為其最適合結(jié)晶,這是詳細研究這一蛋白的必要條件。盡管海藻產(chǎn)甲烷球菌Rce1與人類Rce1有著很大的不同,但它與人類Rce1共享了一些重要的結(jié)構(gòu)元件。

 

利用第二種細菌:大腸桿菌作為蛋白質(zhì)工廠,研究人員制造出了海藻產(chǎn)甲烷球菌Rce1,然后純化并對其進行結(jié)晶。利用X射線衍射技術(shù),他們以前所未有的細節(jié)檢測了Rce1的結(jié)構(gòu)。 他們發(fā)現(xiàn)Rce1的結(jié)構(gòu)完全不同于其他已知的跨膜蛋白家族,且有著不同的氨基酸序列。

 

跨膜蛋白從膜內(nèi)伸展至膜外,跨膜傳遞信息,控制了所有生命形式許多的細胞過程。Rce1是一種膜內(nèi)蛋白酶,這意味著它能夠剪去其他膜相關(guān)蛋白質(zhì)的一些特殊部分。

 

在這項研究中,研究人員開展了大量的實驗,都無法將Rce1歸類到3種已知的膜內(nèi)蛋白酶家族中,由此他們推斷他們發(fā)現(xiàn)了第四種谷氨酸膜內(nèi)蛋白酶,Rce1是它唯一已知的成員。

 

該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、英國癌癥研究院分子生物學(xué)教授David Barford說:“出乎我們的意料,我們發(fā)現(xiàn)Rce1與科學(xué)界已知的所有其他蛋白質(zhì)如此的不同,以致我們必須將它置于它自己的家族中。以往的研究發(fā)現(xiàn),Rce1Ras信號通路相互作用,而后者在許多不同的癌癥類型中起重要作用,因此確定這一蛋白質(zhì)的獨特結(jié)構(gòu)是向前邁出的重要一步。”

 

“我們的研究有可能幫助促成靶向Ras信號通路的新型潛在癌癥治療,但實現(xiàn)這一目標可能仍然有一段路要走。我們的研究結(jié)果還表明了仍有許多我們不了解的基礎(chǔ)生命過程,并有可能為其他的癌癥研究找到通往新治療的途徑指出了第一步。”

 

英國癌癥研究院首席執(zhí)行官Alan Ashworth教授說:“這是一個珍貴且重要的時刻,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一類新的蛋白質(zhì),它令人感到興奮不僅是給予了我們一些新認識,它還有可能促成新的抗癌策略。”

 

英國癌癥研究院高級科學(xué)信息官Sarah Hazell博士說:“Ras是許多癌癥形成中的一個重要分子,新研究增進了我們對于如何控制這一分子的了解,這非常的重要。我們期盼下一步的研究,看看有可能如何利用它來開發(fā)出一些新方法遏制住患者體內(nèi)的Ras。”

 

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